Устройство форсунки: Устройство и конструкция форсунок дизельного автомобиля

Пьезоэлектрическая форсунка, устройство, принцип работы

  • Дизель сервис
  • >
  • О компании
  • >
  • Статьи
  • >
  • Пьезоэлектрическая форсунка

Пьезофорсунка – самое совершенное устройство впрыска топлива, устанавливаемое на дизельные двигатели с системой Common rail в настоящее время. 

Преимуществом пьезофорсунок является быстрота их срабатывания – до 4х раз быстрей обычных электромагнитных инжекторов, и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного такта, а также гораздо более точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Все эти преимущества стали возможны благодаря использованию обратного пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении размера пьезокристалла под действием напряжения.

Информация из Википедии: Пьезоэлектрический эффект — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля. При прямом пьезоэффекте деформация пьезоэлектрического образца приводит к возникновению электрического напряжения между поверхностями деформируемого твердого тела, при обратном пьезоэффекте приложение напряжения к телу вызывает его деформацию.

Конструкция пьезоэлектрической форсунки схематично показана на рисунке:

1.            игла распылителя

2.            огнеупорная шайба

3.            пружина иглы распылителя

4.            блок дросселей

5.            переключающий клапан

6.            пружина клапана

7.            поршень клапана

8.            поршень толкателя

9.            пьезоэлемент

10.          канал обратки

11.           микрофильтр

12.          электрический разъем форсунки

13.          канал подачи топлива

 

 

 

 

 

 

Как и в обыкновенной CR форсунке, пьезоэлектрической форсунке используется гидравлический принцип: В закрытом состоянии инжектора – игла остается посаженой на седло, за счет высокого давления. При поступлении с ЭБУ (блока управления) электрического сигнала на пьезоэлемент – увеличивается его длинна, открывая переключающий клапан. Топливо начинает сливаться в обратку – давление выше иглы падает и игла, под давлением в нижней части поднимается, производя впрыск дизельного топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется двумя факторами: длительностью управляющего сигнала на пьезоэлемент и давлением топлива в рампе создаваемого наосом и регулируемого дозирующим клапаном.

В самое ближайшее время в 2015 году, в BOSCH Дизель Сервисах «БЕЛАВТОДИЗЕЛЬ.РУ», будет доступна возможность диагностики и восстановления пьезофорсунок BOSCH.

Форсунки

Форсунки

Назначение. Форсунка предназначена для рас-пыливания топлива и равномерного его распределения в камере сгорания дизеля. Заряд топлива, подаваемый топливным насосом в форсунку, выходит из нее со скоростью, достигающей 250 м/с, т. е. почти со скоростью звука (300 м/с), разбиваясь при этом на множество мельчайших капель. Для того чтобы форсунки хорошо распыливали топливо и надежно впрыскивали его в камеру сгорания, их регулируют на давление до 17,5 МПа.

Устройство. Форсунка состоит из корпуса, к нижней части которого гайкой прикреплен корпус распылителя с иглой. Игла своим концом, сделанным в виде конуса, плотно закрывает выходное отверстие в корпусе распылителя. Поэтому такие форсунки называют закрытыми. Игла и корпус, так же как и плунжерная пара, изготовлены с большой точностью из специальной стали. Корпус распылителя имеет несколько отверстий диаметром 0,30… 0,35 мм.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 1. Форсунка:
а — устройство; б — установка на двигателе; 1 — стакан пружины; 2 — контргайка; 3— регулировочный винт; 4 — полый болт; 5 — пружина; 6 — корпус; 7 — штанга; 8 — игла распылителя; 9 — гайка форсунки; 10 — корпус распылителя; 11 — фильтр; 12 — латунный стакан; 13 — гайки крепления; 14 — головка блока цилиндров.

Сверху на иглу опирается штанга, на которую нажимает пружина. Силу нажатия этой пружины на штангу можно изменять регулировочным винтом (с контргайкой), ввинченным в стакан пружины.

Для того чтобы струи топлива, вытекающие из отверстий распылителя попадали в .нужные места камеры сгорания и обеспечивали хорошее перемешивание топлива с воздухом, корпус распылителя фиксируется на корпусе- форсунки в строго определенном положении штифтом, а сами отверстия располагаются под определенными углами. Необходимо иметь в виду, что углы распылителей, предназначенных для установки на форсунки двигателей разных марок, неодинаковы. Отличить один распылитель от другого можно только по маркировке, нанесенной на его корпусе.

Форсунки, снабженные такой иглой и распылителем, называются закрытыми бесштифтовыми многодырчатыми и применяются в дизелях с непосредственным впрыском топлива.

Форсунка вверху закрыта колпаком, в центре которого ввернут полый болт для слива топлива, просочившегося через зазоры между иглой и распылителем, в фильтр тонкой очистки или в топливный бак. Направление слива показано стрелкой Б.

Крепление на двигателе. Форсунка вставляется в латунный стакан головки блока цилиндров, омываемый по бокам охлаждающей жидкостью. Крепятся форсунки по-разному, например гайками, навинченными на шпильки.

Действие. Топливо, подведенное к корпусу (по стрелке А) форсунки от топливного насоса, проходит через фильтр и по каналу в корпусе поступает в нижнюю часть корпуса распылителя.

Встречая на своем пути закрытый выход, топливо начинает толкать иглу вверх, сжимая при этом пружину. Когда игла поднимется на небольшое расстояние (0,27…0,35 мм), топливо начнет вытекать вниз и, проходя через отверстия в распылителе или через узкую кольцевую щель, образованную концом иглы и корпусом распылителя, распыливается и поступает в камеру сгорания дизеля.

На рис. 1 показана конструкция форсунки с кольцевой подачей сжатого воздуха. К каждому соплу необходимо иметь 3 сменных конуса.

Рис. 1. Форсунка с кольцевой подачей сжатого воздуха
1 — корпус форсунки; 2 — форсунка; 3 — отверстие кольца; 4 — канавка; 5 — раствороводный шланг; 6 — кольцевой чехол; 7 — отверстия в чехле; 8 — трубка; 9 — пробковой кран; 10 — ниппель; 11—воздухопроводный кран; 12— чехол конуса; 13 — конус; 14 — смесительная камера

Конус с отверстием 12 мм применяется для нанесения на поверхность обрызга и накрывочного слоя, с отверстием 14 мм — для нанесения раствора с ггогружениём стандартного конуса на 10—12 см, с отверстием 18 см для нанесения раствора с погружением конуса на 8— 9 см. Давление в раствороводе 6 ат, в воздуховоде 0,6—0,7 ат.

Рис. 2. Форсунка с центральной подачей сжатого воздуха
1 — корпус форсунки: 2 — резьба; 3 — выходной конус; 4 — заточка; 6 — раствороводный шланг; 7 — букса; 8 — воздухоподводящая труба; 9 — зажимной винт; 10, 12 — ниппели; 11 — пробковый кран; W-воздухоподводящий шланг; 14 — смесительная камера

На рис. 43 показана конструкция форсунки с центральной подачей сжатого воздуха. Давление в раствороводе 10—-11 ат, в воздухопроводе 0,4—0,5 ат.

Трехкамерная форсунка для подачи быстросхватывающихся растворов показана на рис. 3.

Рис. 3. Трехкамерная форсунка для быстросхватывающихся растворов

Очистка смесительных камер форсунки должна производиться 2—3 раза в смену, а при работе на быстросхватывающихся растворах каждые 40—60 мин.

Механическая прямоточная бескомпрессорная форсунка, показанная на рис. 45, работает на известково-песчаных растворах с осадкой 10—11 см по стандартному конусу с производительностью 1,5— 2 м3/час.

Растворомет для нанесения штукатурных растворов С-405 имеет следующую характеристику: ширина оштукатуриваемой полосы за один проход 200—250 мм емкость ковша 5,5 л. количество форсунок— 4, рабочее давление 3—4 ат, расход воздуха на все форсунки 0,35 м3/мин. вес без раствора 1,8 кг.

Форсунка служит для введения в камеру сгорания дизеля топлива в тонко распыленном виде.

Форсунки могут быть двух типов: открытые и закрытые. Открытые форсунки широкого распространения не получили. Закрытой называется форсунка, у которой в период между впрысками топлива внутренняя полость отъединена от камеры сгорания специальной запорной иглой, нагруженной сильной пружиной.

На автотракторных дизелях применяются форсунки закрытого типа, у которых запорная игла открывается под давлением топлива (то есть с гидравлическим управлением иглой).

Форсунка закрытого типа работает следующим образом. В центральное отверстие распылителя с очень малым зазором (0,002— 0,003 мм) входит игла. Распылитель и иглу изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке. Так же как плунжерная пара, распылитель с иглой проходят доводочные операции и подбираются совместно. Раскомплектовывание их в процессе эксплуатации не допускается.

Под действием пружины игла запорным конусом плотно садится на коническую поверхность седла распылителя. Из отверстия в торце распылителя выступает нижний конец иглы — штифт 24, имеющий конус, направленный обратно запорному конусу.

Форсунка, игла которой оканчивается штифтом, называется штифтовой.

Рис. 1. Привод топливного насоса (Дизель СМД-14):
а — привод топливного насоса: б — шестерня; е — шайба со шлицами; 1 — втулка со шлицами; 2 — болт; 3 — шайба со шлицами; 4 — шестерня; 5 — кулачковый вал; 6 — втулка шестерни; 7 — установочный фланец топливного насоса; 6 —картер шестерен: 9— поводок: 10 — гайка; 11 — счетчик мото-часов; 12 — выемка (метка) на шайбе со шлицами; 13— метка на шестерне; А — канал.

Рис. 2. Форсунка закрытого типа, штифтовая, с гидравлическим управлением иглой (модель ФШ-62005):
а — конструкция форсунки; б — положение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иглы в распылителе при впрыске топлива: 1 — канал в распылителе; 2 —штанга; 3 — канал в корпусе форсунки; 4 — накидная гайка; 5 — топливопровод высокого давления; 6 — наконечник топливопровода; 7 — сливное отверстие; 8 — сливная трубка; 9 — полый болт; 10 — колпак; 11 — контргайка; 12— регулировочный винт; 13 — гайка; 14 — пружина; 15 — корпус форсунки; 16 — гайка крепления распылителя; 17 — игла распылителя; 18 — распылитель; 19 — полость в распылителе; 20 — медная прокладка; 21 — кольцевая канавка; 22 — конусная поверхность утолщенной части иглы; 23 — запорный конус; 24 — штифт иглы.

Топливо из насоса поступает через каналы в корпусе, кольцевую канавку и каналы в полость. Так как отверстие в распылителе закрыто иглой, прижатой к седлу пружиной, то давление в полости будет возрастать и передаваться на конусную поверхность иглы.

Когда давление топлива на иглу превысит давление пружины, игла перемещается вверх и открывает доступ топливу в камеру сгорания через узкую кольцевую щель между выходным отверстием распылителя и штифтом иглы. Проходя под большим давлением через щель, топливо приобретает большую скорость и распыливается на мелкие частицы. Благодаря обратному конусу на штифте струя распыленного топлива приобретает форму конуса, что обеспечивает хорошее перемешивание топлива с воздухом в камере сгорания.

С началом впрыска топлива давление его в топливопроводе и под иглой форсунки падает, игла стремится опуститься и перекрыть струю подаваемого топлива, но новые порции топлива приподнимают иглу, и впрыск продолжается. Таким образом игла форсунки совершает колебательное движение. Чтобы игла находилась в поднятом состоянии и впрыск топлива не затягивался, давление топлива должно резко и быстро повышаться. Это достигается применением специального профиля кулачка вала топливного насоса.

Как только насос прекратит подачу топлива в форсунку, давление в полости упадет и под действием пружины игла прижмется конусом к седлу и закроет выходное отверстие распылителя. Прекращение (отсечка) подачи топлива должно быть резким. В противном случае в

конце впрыска топливо перестает распиливаться и образует у выходного отверстия распылителя висящую каплю, которая ухудшает образование и сгорание горючей смеси и вызывает закоксовывание отверстия распылителя.

На дизелях СМД-14 установлены форсунки ФШ-62005 (форсунка штифтовая, диаметр иглы распылителя 6 мм, диаметр выходного отверстия 2 мм, угол конуса распыла 5°). Все детали этой форсунки закреплены в стальном корпусе. На его нижний конец навертывается гайка распылителя, в которую вставляется распылитель с иглой.

Верхний конец иглы своим торцом упирается в дно гнезда штанги, а пружина нижним торцом — в тарелку штанги, а верхним — в тарелку регулировочного винта, который ввернут в гайку, закрепленную на резьбе в корпусе форсунки. Контргайка предотвращает вывертывание регулировочного винта. Затяжку пружины (регулировку форсунки) винтом производят с таким расчетом, чтобы давление начала впрыска топлива (в момент отрыва иглы от седла) составляло 125—130 кГ/см2. Подъем иглы равен 0,35— 0,40 мм и ограничивается упором торца ее утолщенной части в торец корпуса форсунки. Сверху регулировочный винт закрывается колпаком, навернутым на гайку.

Рис. 3. Форсунка закрытого типа, бесштифто-вая, многодырчатая, с гидравлическим управлением иглой (дизели АМ-41 и АМ-01):
а — конструкция форсунки; б — положение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иглы в распылителе при впрыске топлива: 1 — колпак; 2 — винт; 3— контргайка; 4 — стакан пружины; 5 — пружина; 6 — прокладка; 7 — корпус форсунки; 8 — штанга; 9 — втулка; 10 — сетчатый фильтр; 11 — штуцер; 12 — канал в корпусе форсунки; 13 — гайка крепления распылителя; 14 — канал в распылителе; 15 — прокладка; 16 — игла распылителя; 17 — распылитель; 13, 23 — полости в распылителе; 19 — конусная поверхность в верхней части иглы; 20 — конусная поверхность в нижней части иглы; 21 запорный конус; 22 — отверстия в распылителе.

Топливо, просачивающееся в зазор между распылителем и иглой, через отверстие в гайке, полый болт и сливную трубку отводится в фильтр тонкой очистки или в топливный бак.

Форсунка крепится к головке цилиндров двумя шпильками, которые проходят через отверстия во фланце форсунки. Для создания необходимого уплотнения под гайку крепления распылителя устанавливается медная прокладка. Гайки крепления форсунки нужно затягивать равномерно.

На дизеле Д-50 устанавливаются форсунки ФШ-62025 такой же конструкции, как форсунки ФШ-62005, только угол конуса распыла у них 25°.

Форсунка дизелей АМ-41, АМ-01 и ЯМЗ-238НБ закрытая, бесштифтовая, с четырьмя распиливающими отверстиями диаметром 0,32 мм.

Топливо подводится к форсунке через сетчатый фильтр и по каналам поступает в кольцевую полость. Так как нижний конец иглы вставлен с зазором в распылитель, топливо проходит в полость. Усилие пружины передается через штангу игле распылителя, которая запорным конусом закрывает отверстия. При таком положении иглы, показанном на рисунке 3, б, топливо в цилиндр дизеля не подается. Как только давление топлива на конусные поверхности станет больше усилия пружины, игла поднимется и запорный конус откроет отверстия, через которые топливо будет впрыскиваться в цилиндр дизеля. После впрыска давление в кольцевой полости падает, и под действием пружины игла плотно закрывает отверстия.

Рис. 4. Типы соединения металлических топливопроводов низкого давления с приборами системы питания:
1 — топливопроводы; 2 — наконечники; 3 — накидные гайки; 4 — штуцеры; 5 — полый болт: 6 — мфные прокладки.

Пружину затягивают винтом так, чтобы давление начала впрыска топлива было равно 150—155 кГ)см2.

Форсунка установлена в бронзовый стакан, расположенный в отверстии головки цилиндров. Стакан закреплен стальной гайкой, а форсунка — специальной скобой. К головке цилиндров скоба прикреплена шпилькой с гайкой.

На дизелях Д-21, Д-37М и Д-108 установлены закрытые, бесштифтовые, многодырчатые форсунки, конструкция которых мало отличается от форсунки дизелей АМ-41.

Форсунка служит для введения в камеру сгорания дизеля топлива в тонко распыленном виде. Форсунки могут быть двух типов: открытые и закрытые. Открытые форсунки широкого распространения не получили. Закрытой называется форсунка, у которой в период между впрысками топлива внутренняя полость отъединена от камеры сгорания специальной запорной иглой, нагруженной сильной пружиной.

На автотракторных дизелях применяются форсунки закрытого типа, у которых запорная игла открывается под давлением топлива (то есть с гидравлическим управлением иглой).

Форсунка закрытого типа работает следующим образом. В центральное отверстие распылителя с очень малым зазором (0,002— 0,003 мм) входит игла. Распылитель и иглу изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке. Так же как плунжерная пара, распылитель с иглой проходят доводочные операции и подбираются совместно. Раскомплектовывание их в процессе эксплуатации не допускается.

Под действием пружины игла запорным конусом плотно садится на коническую поверхность седла распылителя. Из отверстия в торце распылителя выступает нижний конец иглы — штифт 24, имеющий конус, направленный обратно запорному конусу. Форсунка, игла которой оканчивается штифтом, называется штифтовой.

Рис. 1. Привод топливного насоса (Дизель СМД-14):
а — привод топливного насоса: б — шестерня; е — шайба со шлицами; 1 — втулка со шлицами; 2 — болт; 3 — шайба со шлицами; 4 — шестерня; 5 — кулачковый вал; 6 — втулка шестерни; 7 — установочный фланец топливного насоса; 6 —картер шестерен: 9— поводок: 10 — гайка; 11 — счетчик мото-часов; 12 — выемка (метка) на шайбе со шлицами; 13— метка на шестерне; А — канал.

Рис. 2. Форсунка закрытого типа, штифтовая, с гидравлическим управлением иглой (модель ФШ-62005):
а — конструкция форсунки; б — положение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иглы в распылителе при впрыске топлива: 1 — канал в распылителе; 2 —штанга; 3 — канал в корпусе форсунки; 4 — накидная гайка; 5 — топливопровод высокого давления; 6 — наконечник топливопровода; 7 — сливное отверстие; 8 — сливная трубка; 9 — полый болт; 10 — колпак; 11 — контргайка; 12— регулировочный винт; 13 — гайка; 14 — пружина; 15 — корпус форсунки; 16 — гайка крепления распылителя; 17 — игла распылителя; 18 — распылитель; 19 — полость в распылителе; 20 — медная прокладка; 21 — кольцевая канавка; 22 — конусная поверхность утолщенной части иглы; 23 — запорный конус; 24 — штифт иглы.

Топливо из насоса поступает через каналы в корпусе, кольцевую канавку и каналы в полость. Так как отверстие в распылителе закрыто иглой, прижатой к седлу пружиной, то давление в полости будет возрастать и передаваться на конусную поверхность иглы.

Когда давление топлива на иглу превысит давление пружины, игла перемещается вверх и открывает доступ топливу в камеру сгорания через узкую кольцевую щель между выходным отверстием распылителя и штифтом иглы. Проходя под большим давлением через щель, топливо приобретает большую скорость и распыливается на мелкие частицы. Благодаря обратному конусу на штифте струя распыленного топлива приобретает форму конуса, что обеспечивает хорошее перемешивание топлива с воздухом в камере сгорания.

С началом впрыска топлива давление его в топливопроводе и под иглой форсунки падает, игла стремится опуститься и перекрыть струю подаваемого топлива, но новые порции топлива приподнимают иглу, и впрыск продолжается. Таким образом игла форсунки совершает колебательное движение. Чтобы игла находилась в поднятом состоянии и впрыск топлива не затягивался, давление топлива должно резко и быстро повышаться. Это достигается применением специального профиля кулачка вала топливного насоса.

Как только насос прекратит подачу топлива в форсунку, давление в полости упадет и под действием пружины игла прижмется конусом к седлу и закроет выходное отверстие распылителя. Прекращение (отсечка) подачи топлива должно быть резким. В противном случае в

конце впрыска топливо перестает распиливаться и образует у выходного отверстия распылителя висящую каплю, которая ухудшает образование и сгорание горючей смеси и вызывает закоксовывание отверстия распылителя.

На дизелях СМД-14 установлены форсунки ФШ-62005 (форсунка штифтовая, диаметр иглы распылителя 6 мм, диаметр выходного отверстия 2 мм, угол конуса распыла 5°). Все детали этой форсунки закреплены в стальном корпусе. На его нижний конец навертывается гайка распылителя, в которую вставляется распылитель с иглой.

Верхний конец иглы своим торцом упирается в дно гнезда штанги, а пружина нижним торцом — в тарелку штанги, а верхним — в тарелку регулировочного винта, который ввернут в гайку, закрепленную на резьбе в корпусе форсунки. Контргайка предотвращает вывертывание регулировочного винта. Затяжку пружины (регулировку форсунки) винтом производят с таким расчетом, чтобы давление начала впрыска топлива (в момент отрыва иглы от седла) составляло 125—130 кГ/см2. Подъем иглы равен 0,35— 0,40 мм и ограничивается упором торца ее утолщенной части в торец корпуса форсунки. Сверху регулировочный винт закрывается колпаком, навернутым на гайку.

Рис. 3. Форсунка закрытого типа, бесштифто-вая, многодырчатая, с гидравлическим управлением иглой (дизели АМ-41 и АМ-01):
а — конструкция форсунки; б — положение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иглы в распылителе при впрыске топлива: 1 — колпак; 2 — винт; 3— контргайка; 4 — стакан пружины; 5 — пружина; 6 — прокладка; 7 — корпус форсунки; 8 — штанга; 9 — втулка; 10 — сетчатый фильтр; 11 — штуцер; 12 — канал в корпусе форсунки; 13 — гайка крепления распылителя; 14 — канал в распылителе; 15 — прокладка; 16 — игла распылителя; 17 — распылитель; 13, 23 — полости в распылителе; 19 — конусная поверхность в верхней части иглы; 20 — конусная поверхность в нижней части иглы; 21 запорный конус; 22 — отверстия в распылителе.

Топливо, просачивающееся в зазор между распылителем и иглой, через отверстие в гайке, полый болт и сливную трубку отводится в фильтр тонкой очистки или в топливный бак.

Форсунка крепится к головке цилиндров двумя шпильками, которые проходят через отверстия во фланце форсунки. Для создания необходимого уплотнения под гайку крепления распылителя устанавливается медная прокладка. Гайки крепления форсунки нужно затягивать равномерно.

На дизеле Д-50 устанавливаются форсунки ФШ-62025 такой же конструкции, как форсунки ФШ-62005, только угол конуса распыла у них 25°.

Форсунка дизелей АМ-41, АМ-01 и ЯМЗ-238НБ закрытая, бесштифтовая, с четырьмя распиливающими отверстиями диаметром 0,32 мм.

Топливо подводится к форсунке через сетчатый фильтр и по каналам поступает в кольцевую полость. Так как нижний конец иглы вставлен с зазором в распылитель, топливо проходит в полость. Усилие пружины передается через штангу игле распылителя, которая запорным конусом закрывает отверстия. При таком положении иглы, показанном на рисунке 3, б, топливо в цилиндр дизеля не подается. Как только давление топлива на конусные поверхности станет больше усилия пружины, игла поднимется и запорный конус откроет отверстия, через которые топливо будет впрыскиваться в цилиндр дизеля. После впрыска давление в кольцевой полости падает, и под действием пружины игла плотно закрывает отверстия.

Рис. 4. Типы соединения металлических топливопроводов низкого давления с приборами системы питания:
1 — топливопроводы; 2 — наконечники; 3 — накидные гайки; 4 — штуцеры; 5 — полый болт: 6 — мфные прокладки.

Пружину затягивают винтом так, чтобы давление начала впрыска топлива было равно 150—155 кГ)см2.

Форсунка установлена в бронзовый стакан, расположенный в отверстии головки цилиндров. Стакан закреплен стальной гайкой, а форсунка — специальной скобой. К головке цилиндров скоба прикреплена шпилькой с гайкой.

На дизелях Д-21, Д-37М и Д-108 установлены закрытые, бесштифтовые, многодырчатые форсунки, конструкция которых мало отличается от форсунки дизелей АМ-41.

Устройство с микрожидкостной насадкой для выдувания раствора ультратонких волокон с точным контролем диаметра

Устройство с микрожидкостной насадкой для выдувания раствора ультратонких волокон с точным контролем диаметра†

Эдди Хофманн, ab Килиан Крюгер, ab христианин Хайнл, в Томас Шейбель, с Мартин Треббин д а также Стефан Ферстер * аб

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

и Кафедра физической химии I, Байройтский университет, 95440 Байройт, Германия

б Юлихский центр нейтронных исследований (JCNS-1/ICS-1), Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Юлих, Германия
Электронная почта: s. [email protected]
Факс: +49 2461 61 2610
Тел.: +49 2461 61 85161

с Кафедра биоматериалов, Байройтский университет, 95440 Байройт, Германия

д Центр сверхбыстрой визуализации (CUI), Гамбургский университет, 22761 Гамбург, Германия

Аннотация

Мы представляем микрофлюидное сопло для контролируемого непрерывного выдувания ультратонких волокон. Устройство изготовлено методами мягкой литографии и основано на принципе газодинамического виртуального сопла для точной трехмерной газовой фокусировки формовочного раствора. Однородные волокна практически бесконечной длины могут быть получены в непрерывном процессе при точном контроле диаметра волокна. Сопловое устройство используется для получения ультратонких волокон из перфторированных сополимеров и поликапролактона, которые собирают и вытягивают на вращающемся цилиндре. Гидродинамика и массовый баланс позволяют количественно предсказать диаметр волокна, который зависит только от скорости потока и давления воздуха, с небольшой поправкой, учитывающей диссипацию вязкости при формировании струи, что немного снижает скорость струи. Благодаря простоте настройки, точному контролю диаметра волокна, позиционной стабильности выходящего сверхтонкого волокна и возможности реализации массивов параллельных каналов для высокой пропускной способности эта методология предлагает значительные преимущества по сравнению с существующим производством волокна на основе решения. методы.

Шайба волнистой форсунки | Программируемая волнистая насадка

Запросить образец

Компания MinebeaMitsumi разработала программируемую систему подачи СОЖ для удаления пыли и стружки с производственного и промышленного обрабатывающего оборудования. Эта модель может быть установлена ​​на станки, работающие в небольших рабочих зонах, где установка насадки большего размера может быть затруднена. Этот новый продукт подает и направляет охлаждающую жидкость практически от любого устройства насоса охлаждающей жидкости среднего давления.

Особенности:
  • Небольшой и функциональный размер
  • Специальное приложение для смартфона
  • Программирование до 50 устройств Wavy Nozzle
Преимущества:
  • Удаляет стружку, чтобы уменьшить повреждение конечного продукта
  • Фишки не будут накапливаться
  • Охлаждающее масло равномерно и точно распределяется

Есть вопрос по этому товару?

Спросите у наших экспертов

Волнистая насадка 2 не требует использования обычного проводного контроллера. Используя наше специальное приложение для вашего смартфона, вы можете использовать его в качестве беспроводного контроллера для связи с Wavy Nozzle 2. С нашим приложением для смартфона и сетью Bluetooth Mesh пользователи могут управлять до 50 устройствами Wavy Nozzle 2. Надежная связь возможна даже на крупных фабриках, где прием слабый.

Волнистая насадка 2 имеет три схемы работы насадок, оптимизированных для удаления машинной пыли и стружки. Пользователь может выбрать любую подходящую схему работы из трех режимов:

  • Fix – работает под произвольным фиксированным углом
  • Подметание – приводится в действие возвратно-поступательным движением форсунки
  • Kick – приводится в действие возвратно-поступательным движением форсунки с регулируемой скоростью
Почему стоит выбрать волнистую насадку?

Металлическая стружка иногда запутывается вокруг компонентов или кромок инструмента, что может привести к остановке машин для удаления стружки. Кроме того, чипы могут повредить компоненты и ухудшить их качество, что может привести к дефектам или отзыву конечного продукта. Удаление стружки напрямую связано с сокращением времени обработки и процентом брака. После пробной установки устройства на нашей производственной линии для компонентов жестких дисков частота появления дефектных изделий (коэффициент брака), которая составляла около 1 %, снизилась до 0,02 %.

Некоторые станки оснащены устройством для удаления стружки путем распыления охлаждающей жидкости из сопла. Многие обычные сопла крепятся к определенному месту, где угол сопла может потребовать частой ручной регулировки в зависимости от материала или метода обработки. Волнообразная форсунка непрерывно впрыскивает охлаждающую жидкость в нужное положение посредством запрограммированного срабатывания. Идея состоит в том, что чипы направляются в одном направлении, предотвращая их запутывание. Эта функциональность способствует беспилотной работе и автоматизации машинных линий.

Несмотря на то, что Wavy Nozzle — это очень простое устройство, поддерживающее удаление стружки, оно дает неизмеримые преимущества. Это значительно способствует повышению точности компонентов и эффективности производства при одновременном снижении трудозатрат инженеров. Мы применили новый подход к увеличению производительности, давней проблеме, с которой сталкиваются производители комплектующих. Кроме того, благодаря своей компактной конструкции установка не требует специального оборудования и может быть легко установлена ​​на новом или существующем оборудовании.

Для разработки сопла Wavy мы использовали широкий спектр наших компонентов, технологий и опыта, таких как наш лучший в мире гибридный шаговый двигатель. Построенная на прочном фундаменте наших вертикально интегрированных производственных процессов, сопло Wavy Nozzle включает 80 % наших собственных деталей и материалов. Литье смолы, одна из основных технологий MinebeaMitsumi, используется для изготовления корпуса; электронная подложка, управляющая сложным движением, производится в нашем подразделении электронных устройств; и наш отдел подшипников производит шариковые подшипники, обеспечивающие плавное и точное движение двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *